Autor(es): Campos, Rúben Filipe Cadima de
Data: 2013
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/10263
Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
Assunto(s): Balanceamento de carga; Faltas bizantinas sistemáticas; Tolerância a faltas; Sistemas distribuídos; Servidores Web; Desenho inexato; Teses de mestrado - 2013
Tese de mestrado em Segurança Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
Middleboxes como os balanceadores de carga são elementos fundamentais nos atuais sistemas de grande escala na Internet. Tal como o nome indica, os middleboxes são componentes intermédios, que tipicamente fazem a ligação entre a Internet e um serviço que é prestado. A disponibilidade destes serviços está diretamente dependente da disponibilidade e da fiabilidade dos middleboxes que processam o tráfego. Por essa razão, torna-se necessário garantir a propriedade de tolerância a faltas nestes nós intermédios, existindo poucas contribuições neste assunto. Neste trabalho propomos um novo modelo de middleboxes – em particular balanceadores de carga – que melhora significativamente as capacidades de tolerância a faltas destes componentes sem prejudicar o desempenho de forma substancial. Este modelo ´e baseado num novo paradigma de faltas, faltas bizantinas sistemáticas, que compreende faltas por paragem, omissão e faltas bizantinas não maliciosas. Propomos adicionalmente um algoritmo para balanceamento de carga em middleboxes replicados, seguindo o paradigma do desenho inexato, que remove a sincronização entre réplicas e algumas garantias de tolerância a faltas para assegurar um desempenho equivalente às soluções sem replicação usadas atualmente.
Middleboxes such as load balancers are fundamental elements of modern Internetscale services. Middleboxes are components that offer a bridge between the internet and the provided service. Despite the fact that the availability of such services is directly dependent on the availability and reliability of the middleboxes handling their traffic, the techniques employed to ensure their fault tolerance are still limited. We propose a new design for middleboxes – in particular load balancers – that significantly improve their fault tolerance capabilities. This design is based on a new pragmatical fault model dubbed systematic Byzantine faults, which encompasses crashes, omissions and even some non-malicious Byzantine faults. Our middlebox replication algorithm follows the inexact design paradigm, which trades strong synchronization and output validation for a performance similar to the nonreplicated solutions used in production.
